传感器在汽车安全中的应用研究综述

关于汽车传感器的文献综述

合肥工业大学技术文件写作

与交流课程作业

文

献

综

述

题 目：传感器在汽车安全中的应用研究综述 学 院：机械与汽车工程学院

专业班级：机械设计制造及其自动化13-1班

成 员：

完成时间：2015年3月25日星期三

关于汽车传感器的文献综述

（合肥工业大学 机械与汽车工程学院，合肥 230601）

摘要：随着社会生产力的发展和人民生活水平的提高，国民汽车保有量持续增加，随之而来的汽车安全问题越来越受到广泛重视，人们也从被动安全向主动安全转变。同时在汽车安全技术发展中，传感器的作用不可小觑，也是目前推动汽车安全发展的重要环节。在信息处理技术的推动和微处理器的广泛应用中，传感器逐渐成为汽车安全控制系统中的重要部件，有着深远影响。论文从时间的维度分析了传感器在汽车安全技术方面的应用和发展，也对国内外相关技术进行横向比较，深刻剖析汽车安全中传感器的发展脉络，把握未来传感器技术在汽车安全方面的发展趋势，为汽车安全技术发展提供有效参考。

关键词：汽车 安全技术 传感器 研究现状 发展趋势 Introduction of sensor application in automotive safety

(Hefei University of Technology School of Machinery and Automobile Engineering, Hefei 230601) Abstract: With the development of social productivity and the improvement of people's living standards, the national automobile ownership continues to increase, with more and more widely attention to security issues following by and people also focus more on from passive safety to the active safety.Besides, in the development of automotive safety technology, the role of the sensor is greatly reckoned, and it’s also the important link to promote the development of automotive safety. And in the impact of information processing technology and the wide application of microprocessor, the sensor has gradually become an important part in automotive safety control system, having its far-reaching influence. This article through analyzing the sensor’s application and development in automotive safety technology from the dimension of time and reviewing the related technologies at home and abroad in transverse comparison, deeply analyzed the development of sensors in automotive safety, to grasp

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the future development trend of sensor technology in automotive safety, and provide effective reference for it.

Keywords: automotive; security technology; sensor; current research status; development trend

传感器技术是现代科技的前沿技术，许多国家已经将传感器技术、通信技术和计算机技术列为同等重要的位置，称为信息技术的三大支柱之一。传感技术是自动检测和自动控制技术的重要组成部分。同时在自汽车诞生至今的百余年间，汽车产业取得了长足的发展，随着居民生活水平的提高，全国乃至全球的汽车保有量逐年攀升，在满足人们基本的交通需求外，汽车的安全也越来越受到重视。汽车技术发展最大的特征就是科学技术含量不断提高，越来越多的部件采用电子协助控制，而传感器作为汽车电子控制系统的主要信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，对汽车安全技术的发展起着尤为重要的作用。所以分析研究传感器在汽车安全方面应用的发展对该领域的发展具有理论指导意义，并且对把握科研趋势有相应的价值。

1 传感器简介及其发展梗概

传感器是能感受被测量并按照一定的规律转换成可用的输出信号的器件或装置，是实现传感功能的基本部件。最初的传感器起源于仿生研究。每一种生物由于自身的要求,要完成自己的生命周期,需要经常与周围环境交换信息,因此都有自己的感知周围环境的自身的器官和组织,如人有眼、耳口、鼻、皮肤等,能够分别获取视觉、听觉、味道、嗅觉、触觉等方面信息。人们往往把传感器比作为人的感官,如图1所示。

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图1 传感器与人的感官之间的关系

人类必须通过五官才能取得外界的信息,同样,一个操作系统则需要通过传感器对某一特定对象进行测量才能得到信息,获得的信息必须通过电子信号转换后才能输出。

1.1 传感技术的发展历程

基于仿生研究的传感技术,自古以来就渗透到人类的生产活动、科学实验、日常生活的各个方面,如计时、产品交换、气候和季节的变化规律等;由于各学科之间的相互融合和各行各业的需求,传感技术应运而生并快速发展,其大体经历了3代历程。

1.1.1 第1代———结构型传感器

它利用结构参量变化来感受和转化信号。例如:电阻应变式传感器,它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。

1.1.2 第2代———固体传感器

这种传感器是20世纪70年代开始发展起来的,由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料的某些特性制成的,比如利用热电效应、霍尔效应、光敏效应,分别制成热

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电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。70年代后期,随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展,出现集成传感器。集成传感器包括2种类型:传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化,例如:电荷耦合器件(ＣＣＤ)、集成温度传感器(ＡＤ590)、集成霍尔传感器(ＵＧＮ3501)等。

1.1.3第3代———智能传感器

智能传感器是20世纪80年代刚刚发展起来的,其对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。20世纪80年代智能化测量主要以微处理器为核心,把传感器信号调节电路、微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上,使传感器具有一定的人工智能;20世纪90年代智能化测量技术有了进一步的提高,在传感器一级水平实现智能化,使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。当今世界传感器市场正在以持续稳定的增长之势向前发展。

2 国内外发展概况

2.1 国外汽车传感器现状

目前,全世界约有40个国家从事传感器的研制、生产和应用开发,研发机构达6 000余家,其中以美、日、俄等国实力较强,他们建立了包括物理量、化学量、生物量三大门类的传感器产业,研发生产单位有4000余家、产品有20000多种,对应用范围广的产品已实现规模化生产,大企业的年生产能力达到几千万支到几亿支。比较著名的传感器厂商有美国霍尼韦尔（Honeywell)公司、福克斯波罗(Foxboro)公司、英国BellHowell公司、荷兰飞利浦、俄罗斯热工仪表所等。

世界各国对汽车传感器的理论研究、新材料应用和新产品开发都相当重视，技术进步非常迅速。一些发达国家不断研发新型传感器并且提高其精度，使汽车性能大大提高。2010年前后，国外敏感元件与传感器发展的总趋势是小型化、集成化、阵列化、多功能化、智能化、系统化和网络化。传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国竞争将加速新一代传感器的开发和产业化。